Ленточные фундаменты        22 августа 2019        31         0

Расчет ленточного фундамента для дома

В настоящей статье произведён расчет ленточного фундамента для  дома из кирпича по методу несущей способности грунта. Также в статье рассматриваются вопросы о том какие данные необходимо принимать для расчета фундамента.

Ознакомившись с данным расчётом Вы сможете осуществить самостоятельный расчёт фундамента для дома из кирпича.

Содержание:

Необходимые данные для расчёта

Расход строительных материалов и их вес(а)

Общий вес дома действующий на грунт

Рассчитываем удельное давление на грунт

Проверка и окончательная корректировка размеров фундамента


Необходимые данные для расчёта

Дом – одноэтажный, кирпичный. Перечень помещений нанесён на чертеже.  Площадь общая — 84,1 м2.  Площадь жилая — 72,6 м2. Площадь кровли — 175,8 м2.  Размеры дома по наружному обмеру: 8,9 х 11,9 х 5,55 м.

obshchij-vid-doma

Общий вид дома

planirovka-doma

Планировка дома

razrez-doma

Разрез дома

skhema-fundamenta-doma

Схема фундамента дома


Строительство дома проектируется на мелкопесчаном грунте.

Глубина промерзания — 1,4 м;

Расстояние от планировочной отметки до уровня грунтовых вод в период промерзания грунта превышает расчетную глубину промерзания более чем на 2 м.

Место строительства – Московская область.

Согласно полученным данным, принимаем глубину заложения фундамента 1 м, шириной 0,4 м (предварительные данные). Длина фундамента исходя из принятой  схемы — 53,5 м. Общая площадь подошвы фундамента: длина 53,5 м х ширина 0,4 м = 21,4 м2 .

Основные конструкции и материалы применяемые при строительстве дома:

  • фундамент – ленточный, монолитный железобетонный;
  • цоколь – полнотелый кирпич;
  • наружные стены — полнотелые кирпичи, стена толщиной в 2 кирпича с утеплением, внутренние стены — пустотелые кирпичи, толщиной в 0,5 кирпича;
  • конструкция крыши — деревянная, двухскатная. Угол наклона – 30 градусов. Объем древесины стропильной конструкции крыши: 13,9 м3;
  • окна — деревянные, двойные. Двери наружные — металлические, внутренние — деревянные;
  • кровля — керамическая черепица;
  • фасад — тонкослойная штукатурка;
  • отопительный котел установлен на отдельный фундамент;
  • пол – деревянный брус, половая доска;
  • потолочное перекрытие – плиты перекрытий из газобетона;
  • цокольное перекрытие – плиты перекрытий из газобетона;
  • утеплитель, гидроизоляция.


Определение массы строительных материалов

  • Бетон марки М 150 для ленточного ЖБ монолитного фундамента.

Объём фундамента (начальный) определяем расчетом: ширина 0,4 м х высота 1,0 м х длина 53,5 м = 21,4 м3. Удельный вес железобетона – 2500 кг/м3 или 2,5 т/м3 (по данным СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003). Определяем массу фундамента: объем 21,4 м3 х 2500 кг/м3 = 53500 кг = 53,5 т;

  • Кирпич керамический, полнотелый, одинарный М 125 (ГОСТ 530-2007) для наружных стен. Толщина стены — 2 кирпича.

Периметр стен дома составляет: 11,9 +11,9 + 8,9 + 8,9 = 41,6 м. Высота стен – 2,6 м. За вычетом окон и дверей объем стен составит 41,6 х 2,6 х 0,5 = 44,7 м3. На 1 м3 , сплошной стены необходимо 394 штук одинарного кирпича и раствора 0,240 м3. Соответственно кирпича необходимо: 44,7 х 394 =17612 штук. При массе 1 кирпича равного 3,4 кг, масса наружных стен составит 17612 х 3,4 = 59880 кг = 59,9 т.

На 1 м3 кладки, цементного раствора необходимо — 0,24 м3. Удельный вес цементно-песчаного раствора 1,8 т/м3 (по данным СП 50.13330.2012). На наружные стены потребуется 44,7 х 0,240 =10,7 м3 раствора. Полная масса раствора на наружные стены составит 10,7 х 1,8  = 19,3 т.

Соответственно полная масса наружных стен составит 59,9 + 19,3 = 79,2 т;

  • Кирпич керамический полнотелый одинарный М 125 (ГОСТ 530-2007) для цоколя, толщиной в 2 кирпича, высотой в 1 ряд.

При периметре фундамента равном 41,6 м, объем цоколя соответственно составит 41,6 х 0,5 х 0,130 = 2,7 м3 . На 1 м3 сплошной стены требуется 394 кирпича и 0,240 м3 раствора. Масса цоколя составит: по кирпичу – 2,7 х 394 =1064 шт. При массе 1 кирпича 3,4 кг это будет 3617 кг или 3,6 т. Цементно-песчаного раствора на 2,7 м3 кладки необходимо 0,65 м3. Что соответственно составит 0,65 х 1,8 = 1,17 т раствора. Полная масса цоколя равняется 3,6 + 1,17 = 4,77 т;

  • Кирпич керамический пустотелый одинарный М 100 (ГОСТ 530 – 95) для внутренних стен.

Общая длина внутренних стен равняется 39,2 м. При сплошной кладке в 0,5 кирпича, за вычетом объема проёмов внутренних дверей, получаем объем внутренних стен 39,2 х 0,120 х 2,6 = 12,2 м3 . На 1 м3 сплошной стены требуется 420 кирпича и 0,189 м3 цементно-песчаного раствора. По результатам вычета объема внутренних дверей, требуемое количество кирпичей составит 3800 штук и цементно-песчаного раствора 1,7 м3. Определяем вес внутренних перегородок. Вес кирпичной кладки 3800 х 2,5 кг (вес 1 кирпича) = 9500 кг = 9,5 т. Вес раствора 1,7 х 1,8 = 3.06 т. Общий вес составит 9,5 + 3,06 = 12,56 т;

  • Металл.

Сталь на металлические двери: Первая — высотой 2,0 м, шириной 0,8 м с металлической коробкой; Вторая — двойная высотой 2,0 м, шириной 1,6 м с металлической коробкой. По сертификату производителя их общий вес составляет 290 кг = 0,29 т;

  • Лесоматериалы (хвойные породы)

Для изготовления: внутренних деревянных дверей, наличников, деревянных оконных блоков; балок перекрытия и половой доски; стропил крыши из бруса, доски, горбыля;  фронтона крыши из досок. Обмер всех составных элементов этих конструкций, по предоставленным чертежам составил объем в сумме 19,5 м3. Удельный вес хвойных пород древесины – 500 кг/м3 (по данным СП 50.13330.2012). Определяем полную массу лесоматериала — 19,5 х 500 = 9750 кг = 9,75 т;

  • Плиты перекрытий из газобетона.

Для междуэтажного покрытия и перекрытия. Предполагается применить плиты ПП 60.2,5-4,5 (ГОСТ 12504-2015). Удельный вес плит составляет 0,63 т/м3. Общая площадь перекрытий равняется 8,9 х 11,9 = 106,0 м2 х 2 = 211,8 м2. При толщине перекрытия 0,22 м, объем составляет  211,8 х 0,22 = 46,6 м3. Общий вес перекрытий будет составлять 46,6 х 0,63 = 29,36 т;

  • Черепица керамическая (ОСТ 21 32-77) для кровли.

Вес 1 м2 —  46,5 кг. Полная масса черепицы 175,8 х 46,5 кг = 8174 кг = 8,2 т;

  • Утеплитель для пола.

Для утепления пола применяются маты минераловатные с удельным весом 35 кг/м3, толщиной 0,1 м. Площадь пола подлежащая утеплению  8,9 х 11,9 = 106 м2.  Соответственно масса утеплителя составит — 0,371 т;

  • Утеплитель для внешних стен.

Периметр стен 41,6 м, высота 2,6 м. Полная площадь стен подлежащая утеплению составляет 41,6 х 2,6 = 108,16 м2. Для утепления стен используется ЭППС толщиной 0,1 м и плотностью 35 кг/м3. Вес утеплителя  108,16 х 0,1 х 35 = 0,379 т;

  • Утеплитель для крыши.

Крышу будем утеплять по чердачному перекрытию минеральной ватой или ЭППС толщиной 0,2 м и плотностью 35 кг/м3. Площадь утепления 106 м2. Вес утеплителя 106 х 0,2 х 35 = 0,742 т;

  • Гидроизоляция для фундамента и кровли.

Для гидроизоляции фундамента используется «Акваизол СБС», в два слоя. Удельный вес материала — 2,5 кг/м2. Длина фундамента 30 м. При укладки «Акваизола» в один слой шириной 0,5 м требуется 53,5 х 0,4 = 21,4 м2 материала, а при двух слоях 21,4 х 2 = 42,8 м2. Соответственно масса гидроизоляции составит 42,8 х 2,5 = 107 кг = 0,1 т. Для кровли используется гидроизоляционная мембрана с плотностью 940 кг/м3. Для площади крыши 175,8 м2 вес мембраны 175,8 х 940 х 0,0006 = 99,15 кг = 0,099 т. Общая масса гидроизоляции равняется 0,199 т;

  • Остекление.

Количество окон – 10 шт. Толщина стекол — 4 мм. Общая масса — 980 кг = 0,98 т;

  • Штукатурка.

Полная масса цементно-песчаной смеси для фасада и внутренних перегородок — 0,62 т.

 

Общий вес дома действующий на грунт

  • Определяем массу всех конструктивных элементов дома.

Это значение складывается из суммы веса материалов используемых для строительства (а): 53,5 + 79,2 + 4,77 + 12,56 + 0,29 + 9,75 + 29,36 + 8,2 + 0,371 + 0,379 + 0,742 + 0,199 + 0,98 + 0,62 = 200,92 т;

  • Определяем снеговую нагрузку на дом.

Расчет проводим в соответствии со СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия».

Площадь крыши 175,8 х 160  = 28128 кг = 28,1 т. Где 160 кг/м2 величина снеговой нагрузки в районе строительства дома.

С учетом угла наклона ската крыши (30 градусов) применяем поправочный коэффициент М = 0,86. 28,1т х 0,86 = 24,1 т.

  • Определяем полезную нагрузку от мебели, оборудования, количества людей и всего иного, что будет находиться в доме.

Эта величина (с запасом) принимается равной общей площади дома умноженная на 180 кг/м2. В нашем случае 72,6 х 180  = 13068 кг или 13,0 т. (площадь котельной в расчёт не принимается, т.к. отопительный котел и коммуникации расположены на отдельном фундаменте).

Итого полная масса дома с нагрузками составляет 200,92 +24,1 +13,0 = 238 т.

 

Удельное давление, действующее на грунт

Проводим проверку выбранных размеров нашего фундамента на работоспособность. Проверка проводится по упрощенной методике (см.  Расчет ленточного фундамента для дома) Полная методика расчёта приводится в СП 22.13330.2016 «СНИП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений».

 

Целью данного, упрощённого, расчета является определение соотношения величин удельного давления на грунт под подошвой фундамента от веса дома со всеми нагрузками — Р т/м2 и расчетного сопротивления грунта — R т/м2. Расчетное сопротивление грунта характеризует его способность воспринимать нагрузку от здания без осадки. Величина Р определяется расчетом, а R регламентируется СП 22.13330.2016.

Основное условие которое должно выполняться — это величина P должна быть меньше величины R.

Определяем удельное давление действующее на грунт — Р т/м2.

Для этого общий вес дома с нагрузками 238,0 т делим на площадь подошвы фундамента 21,4 м2 получаем Р = 11,12 т/м2.

По таблице Б.3 СП 22.13330.2016 находим что R для мелких песков составляет 20,0 т/м2. При определении R, поскольку не проводились геологические исследования грунта, из таблицы выбираем самый минимальный показатель этой величины  (показатели пористости,  влажности и насыщенности водой грунта).

Как видим R больше Р, что соответствует главному условию надежной работы фундамента.

Для обеспечения запаса прочности фундамента, перекрывающего неточности в выборе исходных данных, необходимо чтобы величина R была на 15-20% больше, чем Р. У нас, при 20% запасе, достаточно выполнить условие — величина Р должна быть не более 16,0 т/м2 (контрольная величина).

 

Проверка и окончательная корректировка размеров фундамента

Исходя из полученных расчетных данных, для экономии средств, целесообразно уменьшить размеры фундамента. Для чего поэтапно следует искать оптимальный вариант.

Уменьшаем ширину фундамента на 15 см (т.е. принимаем ширину 25 см), соответственно площадь подошвы фундамента будет составлять 13,4 м2.

Определяем Р, которое будет составлять: 238,0 / 13,4 м2 =  17,76 т/м2, что несколько превышает допустимое Р=16,0 т/м2.

В связи с уменьшением веса фундамента, проведем уточненную проверку Р. Вес фундамента при ширине подошвы — 25 см составит 53,5 х 0,25 х 1,0 х 2,5 = 33,4 т. При этом суммарный вес дома с нагрузками будет 238 — 53,5 + 33,4 = 217,9 т.

Определяем Р —  217,9 / 13,4 = 16,26 т/м2. Это величина так же выше контрольной — 16,0 т/м2.

Это означает необходимость увеличения ширины фундамента. Возьмем ширину равную 0,3 м. Соответственно площадь фундамента будет равной 53,5 х 0,3 = 16,05 м2. Вес фундамента = 53,5 х 0,3 х 1 х 2,5 = 224,63 т. Удельное давление Р = 224,64 / 16,05 = 14 т/м2. После принятия этих размеров удельное давление полностью удовлетворяет контрольной величине. Полученные результаты расчета могут считаться окончательными.